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一起停泵水錘事故分析及其防止
點擊次數：740 發布時間：2015-7-3
1 停泵水錘及其危害
銀前區熱電工程循環水泵房6臺60032T循環水泵出口止回閥采用ZDFQ807YX-1，DN800液力自動止回閥，在試車過程中，該止回閥不能實現緩閉，巨大的停泵水錘對水泵和管路造成嚴重損害。2005年9月17日， 1#、5#循環泵在停泵過程中，先后由于停泵水錘而遭到嚴重損害，具體表現是: (1)水泵基礎出現裂縫； (2)聯軸器分別出現3mm和8mm錯位，彈性墊圈嚴重磨損。
水錘是指在有壓管路中，由于流速的劇烈變化而引起的一系列急劇的壓力交替升降的水力沖擊現象。水錘引起的壓強升高，可達管道正常工作壓強的幾倍，甚至數十倍。這種大幅度的壓強波動往往引起管道的強烈振動，造成閥門損壞、水泵損壞、管道接頭斷開和管道爆裂等事故。據調查，全國各地區都曾發生過停泵水錘事故，有記錄的在200次以上。一般的事故造成“跑水"、停水；嚴重的事故造成泵房被淹，有的還引起沖毀鐵路等次生災害，還有的設備被打壞，傷及操作人員，甚至造成傷亡事故。
2 發生停泵水錘的主要原因
停泵水錘大多是由于電力系統故障或水泵機組機械故障導致水泵機組突然停運，造成開閥停車時，在水泵管路中水流速度發生遞變而引起壓力遞變。近年來，自動化程度不斷提高，水泵的啟停往往實現了遠程操作，由于自動化部件故障、電動閥故障、液力自動閥故障等引起的停泵水錘現象出現的概率大大增加。
壓水管中的水在停泵后的zui初瞬間主要靠慣性以逐漸減慢的速度繼續向前流動，然后逐漸降至零。管道中的水在重力作用下開始向水泵倒流，速度由零逐漸增大，當管路中倒流速度達到一定程度時，止回閥很快關閉，因而引起很大的壓力上升，即形成水錘。而且水泵機組慣性越小，供水地形高差越大時，壓力升高越大。
分析銀山前區熱電工程循環水泵房的停泵水錘事故，主要有以下兩個原因:一是當時是在試生產階段，有兩臺機組運行，一臺機組調試，因此，在機組停運時，水流的慣性極小，而管網壓力很大(0. 35MPa)，形成的水錘也就非常大。二是出口液力自動閥的功能應是首先迅速關閉60%，然后緩慢關閉；但由于其結構上的缺陷，緩閉液壓缸不能發揮應有的作用；當停泵時，在管網壓力作用下，液力自動閥快速關閉，使水錘的作用進一步放大，從而使水泵機組遭到破壞。
3 防止水錘的主要措施
從水泵及其管路方面考慮，以往防止水錘的措施主要是采取設置水錘消除器、設置緩沖氣缸等方式，也有的設計基于止回閥快速關閉帶來的嚴重損害，直接取消止回閥，使回水回流至吸水井，降低停泵水錘的壓力。
但由于水錘消除器和緩沖氣缸在安裝和使用上都有其局限性和不利因素，因而使用不多；而取消止回閥可因倒回水流沖擊泵倒轉，引發軸套退扣等諸多問題。為有效地減小和消除水錘事故帶來的危害，近年來一種多功能水泵控制閥逐漸被推廣開來。
多功能水泵控制閥是一種新型的水力控制閥門，一閥可同時替代現行水泵壓水管上的電動蝶(閘)閥、止回閥和水錘消除器，并能自動實現開泵時的緩開(準軟啟動)，停泵時的速閉/緩閉，基本上可以實現現行液控緩閉閥的功能，即兩階段關閉過程，有效地防止水錘事故的產生。
基于以上原因，作者提出了將ZDFQ807YX-1型液力自動止回閥更換為JD745X-10型多功能水泵控制閥的建議?，F6只閥門已投入使用，在調解閥開度在50%的情況下，閥門*關閉時間在20-40s之間，能夠有效地防止水錘事故發生，達到了預期效果。
4 多功能水泵控制閥的水錘防護過程
水泵啟動前，閥門出口端壓力作用在主閥板上，主閥板處于關閉位置，同時膜片控制器的上腔連通壓力水，下腔則與閥門進口端的低壓相通。水泵啟動后，閥門進口壓力逐漸升高，同時壓力水通過閥門進口端的連接管線緩慢進入膜片控制器下腔，實現主閥板的緩慢開啟，開啟速度可通過控制閥進行調節。水泵(事故)停機時，閥門進口的壓力降低(見圖1)，當接近零流量時，主閥板在自身重力作用下迅速關閉。因閥門進口端壓力降低(閥門出口端的壓力水通過連接管進入膜片控制器上腔)，下腔水通過閥門進口端的連接管壓回至閥門進口端，緩閉閥板緩慢關閉，慢關時間可通過控制閥進行調節。主閥板的速閉和緩閉閥板的緩閉符合給水系統的兩階段關閉規律，因此能有效地削減水錘壓力峰值。
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附件設計:微止回閥的作用是保證閥門開啟的時間大于電機啟動時間，使電機輕載啟動；閥門開啟時間可根據現場工況壓力設定。控制閥可調節進出膜片控制器上下腔的水流速度，從而調節緩閉時間；在水泵正常運行時也可手動操作該閥來啟閉閥門。
多功能水泵控制閥主閥板的開啟是由管道中的水流沖擊力大小決定的，流速高時主閥板開啟度大，流速減小時閥板開啟度?。涣魉俳咏诹銜r，主閥板關閉。整個過程與消除水錘的兩階段關閉原理相吻合，因此消除水錘效果很好。多功能水泵控制閥緩閉閥板的關閉，是在膜片式控制器上下腔形成壓力差后方能實現，即主閥板關閉后，緩閉閥板方能關閉，因此不會出現緩閉與速閉同步的現象。